云南省高中物理 5
8 生活中的圆周运动学案 新人教版必修 2班级 姓名 学号 一、学习目标目标 1：通过火车转弯分析水平面上的匀速圆周运动
思考 1：火车转弯时如果仅靠外轨对火车轮缘的弹力力提供向心力，会带来什么问题
目标 2：通过汽车转弯现象分析水平面上的匀速圆周运动
思考 2：高速公路的转弯处，公路的外沿设计的比内沿略高，若汽车以设计速度转弯时，所需向心力由什么力提供
二、问题与例题问题 1：火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于 0，当火车在等高轨道处转弯时，我们说它做圆周运动，是什么力提供火车转弯时所需向心力呢
问题2:靠 外 轨 对 轮 缘 的水 平 弹 力提供火车转弯时所需的向心力，在实际中可取吗
【思考 1】假如你是一个工程师，为了减轻铁轨和车轮的受损程度，你能提出哪些可行的方案
【例题 1】 已知火车速度为 30m/s ，弯道的半径 r=900m，火车的质量为 8×105kg
（g 取10m/s2）（1）、转弯时所需要的向心力多大
（2）、若轨道不受轮缘的挤压，轨道与水平面的夹角 θ 是多大
（3）、若轨距为 d=1
4m，此时内外轨的高度差 h 是多少
(θ 很小时，近似有 tan θ=sinθ)（4）、若火车速度为 40m/s，此时轮缘的受力情况如何
【拓展练习 1】水平转盘上放有质量为 m 的物快，当物块到转轴的距离为 r 时，若物块始终相对转盘静止，物块和转盘间最大静摩擦力是正压力的 倍，求转盘转动的最大角速度是多大
1【拓展练习 2】用长 L=0．5m 的细绳，一端拴一质量 m=1kg 的小球，另一端固定在离水平桌高h=O．3m 的 0 点上，使小球在光滑桌面上做匀速圆周运动
如果运动速率 v=1．2m／s，求此时绳对球的拉力与球对桌面的压力
为使小球不离开桌面做圆周运动，它的速率不能超过多大
问题 3：汽车转弯时，情况又如何
